用于功率转换器的自驱动同步整流的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及功率转换器，更具体地，涉及具有隔离拓扑的功率转换器。
【背景技术】
[0002]具有隔离拓扑的功率转换器的次级侧上的整流通常利用一个(或多个)二极管来完成。然而，具有隔离拓扑的功率转换器的次级侧上的二极管整流可以被同步整流器来替代，其可以是代替标准二极管使用的任何适当类型的功率晶体管。同步整流器通常为Si功率M0SFET。由于功率转换器中切换的特性，同步整流器的控制会非常困难并且可能要求额外的硬件。
【发明内容】
[0003]总体上，本公开的目的在于提供一种方法和器件，其中具有隔离拓扑的功率转换器包括功率晶体管、感测晶体管和读出电路。感测晶体管可以与功率晶体管以电流镜结构来布置，使得感测晶体管的栅极端耦合至功率晶体管的栅极端，并且感测晶体管的第一漏极/源极端耦合至功率晶体管的第一漏极/源极端。读出电路可以耦合至功率晶体管的第二漏极/源极端和感测晶体管的第二漏极/源极端。读出电路可以被布置为使得感测晶体管的第二漏极/源极端处的电压与功率晶体管的第二漏极/源极端处的电压实质上相同。
[0004]在附图和以下说明中阐述了本公开的一个或多个示例的细节。本公开的其他特征、目的和优点将根据说明书和附图以及权利要求变得显而易见。
【附图说明】
[0005]参照附图描述本发明的非限制性和非排他性示例。
[0006]图1A是示出具有隔离拓扑的电源转换器的一部分的示例的框图。
[0007]图1B是示出图1A的电源转换器的一部分的另一示例的框图。
[0008]图1C是示出图1A的电源转换器的一部分的另一示例的框图。
[0009]图2是示出图1A的进一步包括驱动级和电流感测电路的电源转换器的一部分的示例的框图。
[0010]图3是示出图1A的电源转换器的一部分的示例的框图，其中读出电路包括跨导放大器。
[0011]图4是示出图3的包括又一开关的电源转换器的一部分的示例的框图。
[0012]图5是示出图4的电源转换器的一部分的示例的框图，其中电流感测电路包括截止比较器、导通比较器和SR控制逻辑。
[0013]图6是示出包括图5所示电源转换器的一部分的电源转换器的示例的框图。
[0014]图7是示出根据本发明各个方面的可以被图1A的一部分的示例使用的处理示例的流程图。
【具体实施方式】
[0015]将参照附图详细描述本公开的各个示例，其中在多幅图中类似的参考标号表示类似的部件和组件。参照各个示例并不限制本公开的范围，其仅通过所附权利要求当范围来限制。此外，本说明书中阐述的任何示例均不用于限制而仅是阐述本公开的许多可能示例中的一些。
[0016]在说明书和权利要求中，除非另有指定，否则以下术语至少采用明确与本文相关联的含义。以下识别的含义不是必须限制这些术语而仅仅是提供术语的说明性示例。词语“一个”和“该”包括多个，并且包括“在…中”的含义包括“在…中”和“在…上”。本文使用的短语“在一个实施例中”或“在一个示例中”不是必须表示相同的实施例或示例，尽管其可以这么表示。类似地，本文使用的短语“在一个实施例中”或“在一个示例中”当使用多次时不是必须表示相同的实施例或示例，尽管其可以这么表示。如本文所使用的，术语“或者”是包括性“或”操作，并且等效于术语“和/或”，除非另外有明确表示。术语“部分地基于”、“至少部分地基于”或“基于”不是排他性的，并且允许基于没有描述的附加因素，除非另外有明确指定。术语“栅极”用于表示覆盖“栅极”和“基极”的一般性术语，术语“源极”用于表示覆盖“源极”和“发射极”的一般性术语，以及术语“漏极”表示覆盖“漏极”和“集电极”当一般性术语。术语“耦合”表示所连接项目之间的直接电连接或者通过一个或多个无源或有源中间器件进行的间接连接中的至少一种。术语“信号”表示电流、电压、电荷、温度、数据或其他信号中的至少一种。
[0017]图1A是示出具有隔离拓扑的功率转换器的部分100的示例的框图。部分100包括功率晶体管Ml、感测晶体管M2和读出电路110。功率晶体管Ml具有耦合至节点N3的栅极端、耦合至节点N4的第一漏极/源极端以及耦合至节点NI的第二漏极/源极端。感测晶体管M2具有耦合至节点N3的栅极端、耦合至节点N4的第一漏极/源极端以及耦合至节点N2的第二漏极/源极端。
[0018]读出电路110耦合至节点NI和节点N2。读出电路110被布置为使得节点N2处的电压基本与节点NI处的电压相同。由于电流镜布置和结构，感测晶体管M2和读出电路110 一起操作为用于生成通过功率晶体管Ml的电流的真实成比例版本的装置。
[0019]被示为没有连接的节点通常不用于示出浮置节点，尽管在一些情况下，它们可以是浮置节点，但是代替地示出可以在各个示例中以不同配置连接的节点。例如，在一些示例中N3可以被驱动器有源驱动，但是没有示出驱动器，因为图1A是可具有许多不同布置并且不限于任何一种具体布置的高级框图。
[0020]图1A示出了一个示例，其中，晶体管Ml和M2的第一漏极/源极端分别是晶体管Ml和M2的源极，并且晶体管Ml和M2的第二漏极/源极端分别是晶体管Ml和M2的漏极。然而，在其他示例中，晶体管Ml和M2的第一漏极/源极端分别是晶体管Ml和M2的漏极，并且晶体管Ml和M2的第二漏极/源极端分别是晶体管Ml和M2的源极(如下面更详细讨论的，在图1B中示出了示例)。
[0021 ] 图1A示出了晶体管Ml和M2的示例，其中晶体管Ml和M2是场效应晶体管。在一些示例中，晶体管Ml和M2是基于Si的M0SFET。然而，本公开不限于此，并且在本公开的范围和精神内的各个示例中，晶体管Ml和M2可以是任何适当类型的晶体管，包括但不限于例如氮化镓(GaN)FET、Si IGBT等。此外，尽管图1A示出了 η型晶体管，但本发明不限于此，在其他示例中，可以使用P型晶体管。这些示例和其他示例均包括在本公开的精神和范围内。
[0022]图1B是示出作为图1A的功率转换器100的示例的功率转换器的部分100B的框图。在图1B中，晶体管Ml和M2的第一漏极/源极端分别是晶体管Ml和M2的漏极，以及晶体管Ml和M2的第二漏极/源极端分别是晶体管Ml和M2的源极。
[0023]图1C是示出作为图1A的功率转换器100的示例的功率转换器的部分100C的框图。在图1C中，功率转换器和感测晶体管分别是双极晶体管Ql和Q2。
[0024]图2是示出功率转换器的部分200的示例的框图，其可以被用作图1A的部分100的示例。部分200还包括驱动级220和电流感测电路230。在一些示例中，节点N4和NI可以分别耦合至诸如VDD和GND的电源节点。
[0025]电流感测电路230被布置为感测节点N2处的电流。驱动级220被布置为以适合于同步整流的方式驱动节点M3。在一些示例中，驱动级220被布置为控制功率晶体管Ml (和感测晶体管M2)以利用基于电流感测电路230执行的电流感测控制的定时来导通和截止。感测晶体管M2与功率晶体管Ml —起嵌入到相同的管芯上，使得晶体管Ml和M2 —起操作为电流镜。
[0026]在各个示例中，驱动级220、功率晶体管M1、读出电流210和电流感测电路230可以位于相同封装件上集成的不同管芯上，可以完全为整体，或者可以分别为独立的实体。在一些示例中，部分200可用于执行自驱动同步整流。
[0027]